| 研究課題/領域番号 |
02453110
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
本多 卓也 東京工業大学, 工学部, 助教授 (10016595)
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| 研究分担者 |
関口 秀俊 東京工業大学, 工学部, 助手 (50226643)
渡辺 隆行 東京工業大学, 工学部, 助手 (40191770)
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| キーワード | 傾斜機能材料 / 超微粒子 / ア-ク放電 / RFプラズマ / 数値解析 |
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| 研究概要 |
平成2年度は、超微粒子生成に関する研究として2つの研究を行った。1つは、DCア-ク放電を用い、陽極に厚さ5mmの金属板を置き、アルゴンガス雰囲気下に反応性ガスである窒素や水素を添加して金属やセラミックスの超微粒子を作製した。金属板にはアルミニウム、チタンを用いた。その結果、AlーN_2系ではAlNとAl、AlーH_2系ではAl、TiーN_2系ではTiN、TIーH_2系ではTiがそれぞれ生成し、それらの超微粒子の粒径は10^<-7>m程度かそれ以下であった。そして微粒子の生成速度と雰囲気の分圧に関係があり、粒径分布や微粒子の組成も雰囲気により変化することがわかった。もう1つはRFアルゴンプラズマを用い、アルミニウム粒子をプラズマ中に供給し、酸素と反応させアルミナを生成するプロセスについて研究したものである。解析は主に数値計算で行った。まず、RFアルゴンプラズマに酸素、窒素などの反応性ガスを添加した場合の温度、速度、濃度場の計算を行った。そして反応性ガスの違いが場に与える影響を明らかにするとともに、ガスの供給位置による場の変化を示した。次に、その計算結果を用いてアルミニウムがアルミナ超微粒子になるプロセスについて数値解析的に検討した。実際に実験を行った結果、蒸発、反応しない供給アルミニウム粒子の量は酸素の添加量とともに減少した。そして、この減少は数値計算において液滴の燃焼モデルを適用することで説明できた。さらにアルミナ蒸気の核生成、凝縮プロセスを数値解析することにより、アルミナ超微粒子の粒径分布を計算した。これらの研究と並行して、作製した超微粒子から傾斜機能材料を作製するための準備にも取り掛り、超微粒子供給装置および実験装置の検討を行っている。
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